使用Maybe with State Monad

Question

我正在嘗試使用push / pop / peek操作在Haskell中實現FIFO隊列，這是我到目前為止所做的。

data Queue a = Queue { 
  inbox :: [a], 
  outbox :: [a] 
} deriving (Eq, Show)

push :: a -> Queue a -> Queue a
push e (Queue inb out) = Queue (e:inb) out

pop :: Queue a -> (Maybe a, Queue a)
pop q = 
  case top of
    Nothing   -> (top, emptyQueue)
    Just elem -> (Just elem, poppedQueue)
    where
      (top, q') = peek q
      poppedQueue = Queue (inbox q') (tail $ outbox q')

peek :: Queue a -> (Maybe a, Queue a)
peek q@(Queue [] [])    = (Nothing, emptyQueue)
peek q@(Queue inb [])   = peek $ Queue [] (reverse inb)
peek q@(Queue _ outb)   = (Just $ head outb, q)

emptyQueue = Queue [] []

所以上面的工作，我可以推/我/我的隊列。 如你所見，我將一個返回類型包含在一個Maybe中，這樣如果我彈出一個空隊列或者查看一個空隊列，我就得到一個Nothing，否則就是Just元素。

所以我也認為我可以使用State monad輕松連接操作。 我進行如下：

type QueueState a = State (Queue a)

pushQueue :: a -> QueueState a ()
pushQueue e = state $ \q -> ((),push e q)

popQueue :: QueueState a (Maybe a)
popQueue = state $ \q -> pop q

好吧，所以這似乎工作。 我可以：

runState (pushQueue 2 >> pushQueue 3 >> popQueue >> pushQueue 1 >> popQueue) emptyQueue

然后回來(Just 3,Queue {inbox = [1], outbox = []}) ，這就是我想要的。 但我做不了類似的事情：

runState (pushQueue 2 >> popQueue >>= pushQueue) emptyQueue

這導致：

Occurs check: cannot construct the infinite type: a0 = Maybe a0
Expected type: Maybe a0
               -> StateT (Queue a0) Data.Functor.Identity.Identity ()
  Actual type: Maybe a0 -> QueueState (Maybe a0) ()

現在我想我明白為什么會這樣，但我無法弄清楚如何讓它做我想做的事。 也就是說，使用>>=來自pop的鏈接應該能夠進入push 。 我想我可能需要使用StateT轉換器，但我還沒有真正理解它們，所以我正在尋找有關如何實現該功能的幫助。 或者我是否需要以完全不同的方式執行此操作？ 謝謝。

Answer 1

這是因為編譯器無法構造無限類型;-)。

更有幫助的是，考慮一下：

runState (pushQueue 2 >> popQueue >>= pushQueue) emptyQueue

popQueue的類型是popQueue ？ QueueState Int (Maybe Int) 。 （想想m (Maybe Int) ）

什么是>>= pushQueue的類型？ QueueState Int Int -> QueueState Int () （想想m Int -> m () ）

所以typechecker試圖統一類型Maybe a和a -這些類型的統一的唯一途徑是，如果a如果無限類型的Maybe (Maybe (Maybe (Maybe ... 。

解決方案是做一些事來處理Nothing案例。 例如， return ()或push取決於Maybe。

runState (pushQueue 2 >> popQueue >>= maybe (return ()) pushQueue) emptyQueue